一种基于双焦透镜的CARS光谱测温装置

摘要

一种基于双焦透镜的CARS光谱测温装置，本发明涉及CARS光谱测温装置。本发明是要解决常用的CARS装置在对火焰进行测量时，采用普通透镜，只能监控一个位置的温度信息的问题。而提出的一种基于双焦透镜的CARS光谱测温装置。该装置包括飞秒激光器、第一、第二、第三和第四分束片、第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十一、第十二、第十三和第十四反射镜、光学参量放大器、第一和第二时间延时装置、第一和第二双焦透镜、火焰发生装置、第一和第二光阑、第一和第二透镜、第一和第二光纤耦合器件、第一和第二光纤、第一和第二光谱仪、第一和第二CCD阵列探测器和计算机。本发明应用于CARS光谱测温领域。

主权项

一种基于双焦透镜的CARS光谱测温装置，其特征在于所述装置包括：飞秒激光器(1)、第一分束片(2)、第一反射镜(3)、第二反射镜(4)、第三反射镜(5)、第二分束片(6)、第四反射镜(7)、光学参量放大器即OPA(8)、第一时间延迟装置(9)、第二时间延时装置(10)、第三分束片(11)、第五反射镜(12)、第六反射镜(13)、第四分束片(14)、第七反射镜(15)、第一双焦透镜(16)、火焰发生装置(17)、第二双焦透镜(18)、第一光阑(19)、第八反射镜(20)、第九反射镜(21)、第二光阑(22)、第十一反射镜(23)、第十二反射镜(24)、第十三反射镜(25)、第十四反射镜(26)、第一透镜(27)、第二透镜(28)、第一光纤耦合器件(29)、第二光纤耦合器件(30)、第一光纤(31)、第二光纤(32)、第一光谱仪(33)、第二光谱仪(34)、第一CCD阵列探测器(35)、第二CCD阵列探测器(36)和计算机(37)；飞秒激光器(1)射出的激光经过第一分束片(2)后分成两束光，其中一束光经过第一反射镜(3)反射到光学参量放大器即OPA(8)进入第一时间延迟装置(9)经过第四反射镜(7)反射到第一双焦透镜(16)；另一束光经过第二反射镜(4)反射到第三反射镜(5)；经过第三反射镜(5)的反射光线进过第二分束片(6)后分成两束光，其中一束光进入第二时间延时装置(10)经过第三分束片(11)分成两束光，其中一束光进入第一双焦透镜(16)，另一束光经过第五反射镜(12)反射到第一双焦透镜(16)；第二分束片(6)分成的另一束光经过第七反射镜(15)反射到第四分束片(14)后分成两束光其中一束光进入第一双焦透镜(16)，另一束光经过第六反射镜(13)反射到第一双焦透镜(16)；其中，经过第一双焦透镜(16)的五束光束平行；五束光束经过第一双焦透镜聚焦在火焰发生装置(17)产生火焰上的两点，在两点位置上产生两个CARS信号，其中，两个CARS信号分别以红色和绿色标记区分；两个CARS信号及五束光束经过第二双焦透镜(18)，转化为平行光到达第一光阑(19)、第二光阑(22)、第八反射镜(20)和第十一反射镜(23)上；其中，通过第一光阑(19)和第二光阑(22)将两个CARS信号选取出来；经过第八反射镜(20)的光线反射到第九反射镜(21)；第九反射镜(21)的光线反射到第十二反射镜(24)；经过第十二反射镜(24)的光线反射到第十三反射镜(25)，经过第十三反射镜(25)的光线反射到第一透镜(27)后聚焦到第二光纤耦合器件(30)中；通过第一光纤(31)输入到第一光谱仪(33)上后，经过第一CCD阵列探测器(35)后，由计算机(37)进行处理；经过第十一反射镜(23)的光线反射到第十四反射镜(26)，经过第十四反射镜(26)的光线反射到第二透镜(28)后聚焦到第一光纤耦合器件(29)中，通过第二光纤接入到第二光谱仪(34)上后；经过第二CCD阵列探测器(36)后，由计算机(37)进行处理；其中，第一时间延迟装置(9)、第二时间延时装置(10)、第一CCD阵列探测器(35)和第二CCD阵列探测器(36)分别与计算机(37)相连。